[发明专利]柔性管的搬运和安装

说明书

技术领域

本发明涉及可用以输送例如生产流体等流体的柔性管(flexible pipe)。具体(但非排它地)来说，本发明涉及一种用于搬运多卷柔性管和/或在期望位置安装柔性管的方法和设备。

背景技术

按照惯例，柔性管用于将生产流体(例如油和/或气体和/或水)从一个地方输送到另一个地方。在将一海底位置连接到更深的海底位置或者海平面位置方面，柔性管尤其有用。柔性管通常形成为由一段柔性管体和一个或更多端配件形成的组件。管体通常形成为由多个管状材料层构成的复合体，这些材料层形成流体和压力容纳管道。这种管结构允许大的偏转，而在期望的工作寿命期间不会引起削弱该管功能性的弯曲应力。管体通常(但并不是必需的)构造成包括金属和聚合材料层的复合体结构。柔性管可以作为陆上的和/或在海底位置处的流动管线使用。柔性管中也用作降流管(jumper)或升流管(riser)。

考虑到时常使用许多可能很长段的柔性管，在过去，将柔性管从一个地方搬运到另一个地方是一个复杂因而代价很高的过程。另外，在期望位置安装柔性管也是一种成本很高、耗费时间并且具有潜在危险的工作。用于搬运柔性管和/或安装柔性管的方案是将各段柔性管绕着卷绕装置内的卷轴(reel)缠绕。具有几米长的直径的大直径卷轴是像绕绵线卷轴缠制棉线一样地使用的。下方滚子驱动基座广泛用于这些卷轴在岸上的处理和旋转。就它们能够旋转的卷轴的尺寸和重量来说，这些滚子驱动基座的成本相对较低。许多海底柔性管线制造商将这些滚子驱动基座用于岸上活动。

滚子驱动器基座通常包括平行成对的受动滚子(driven rollers)，它们隔开使得卷轴坐置于这些滚子上。通过驱动这些滚子中的一个或更多个，能够使卷轴与柔性管一起旋转，在搬运之前，该柔性管被缠成在目的位置处展开的卷绕构型或者实际上是缠到卷轴上。

尽管滚子驱动基座适于岸上应用，但是，经过卷轴脱离驱动器基座或者仅仅是从驱动器基座掉落的许多重要事故之后，人们常常发现不能接受将其用于离岸应用。

因此，一种可取的用于搬运和安装卷绕好的柔性管的方法采用了轮毂驱动系统。这种系统的原理是将卷轴支撑在一对卷轴支架上，而卷轴支架焊接至用于将柔性管搬运到期望位置的船甲板。在搬运期间卷轴正常地链接至甲板。在需要的时候，操作位于卷轴两侧的驱动塔架使其接合卷轴的轮毂，然后提升卷轴使其离开支架而达到适于旋转的位置。为了操作多个卷轴，这些驱动塔架安装在驱动轨道上，这使得该系统可以沿着预设的成排卷轴移动并且依次与每一个进行接合。

尽管这种设备被广泛用于离岸应用，但是，这些系统还是具有许多严重缺陷。显著地，经过卷轴和驱动塔架的宽度通常是单独卷轴宽度的两倍，因而意味着这种系统将占用大量的甲板空间。在大船上这种甲板空间非常珍贵。

另一种显著的问题是，在将驱动塔架移动在位并且与卷轴接合的时候必需去除到甲板的卷轴紧固零件。这不仅耗时、具有潜在危险，并且还易于产生使用者失误。

还有另一个问题是，当在船上搬运多个卷轴时，这些卷轴必需与用以定位驱动塔架的驱动轨道对齐。这限制了船的甲板布局选择。

还有另一个问题是，一旦提升起卷轴则卷轴的重量被传递到塔架驱动轨道，这要求驱动轨道基础在整个长度上都具有比卷轴基础更高的强度。提供这种强度自然也与成本相关。

还有另一个问题是，由于相对较大的卷轴制造公差，轮毂转接件松配合到卷轴内。卷轴的高的重心以及松连接会使驱动塔架不时地在与甲板的连接处横向旋转。这在轨道的内极限和外极限处施加相当大的竖向载荷(通常称为“横倾”)。这些扭曲力能够引起故障，进而该故障往往会使人员受伤或推迟搬运和/或安装过程。

发明内容

本发明的目的是至少部分地解决上述问题。

本发明的某些实施方式的目的是提供驱动系统，其能够快速地装载或再装载满卷轴或部分满卷轴的柔性管，并且其也可以可选地被操作以使用支承在卷轴上的受动磨擦滚子系统将柔性管卷绕在卷轴上或者从卷轴上展开柔性管。

本发明的某些实施方式的目的是提供一种能够从海上的船上安全地作业的方法和设备。

本发明的某些实施方式的目的是提供一种空间有效的、用于装载/重载和卸载成卷的柔性管的系统，该系统保证了在卷轴平面尺寸(plan size)的空间限制内的多功能性。

根据本发明的第一方面提供了用于搬运和/或安装柔性管的设备，其包括：

至少一个支撑构件，其用于支撑承载缠起的柔性管的卷轴构件；以及